Crispr/cas系统是大多数细菌和所有古细菌中的一种获得性免疫系统,全称跨期回文重复簇/跨期回文重复簇相关蛋白系统,可以清除外源质体或噬菌体,在自身基因组中留下外源基因片段作为“记忆”。近年来,基于crispr/cas9的基因编辑技术在基因治疗的一系列应用领域,如艾滋病、血液疾病、肿瘤等人类顽疾中显示出巨大的应用前景;那么最近crispr-cas9基因编辑系统在治疗癌症和艾滋病方面有哪些突破?边肖做了一份清单,和你一起研究!
[1]用crispr治疗癌症?
据美国国立卫生研究院(nih)报道,美国重组dna咨询委员会(rac)将对宾夕法尼亚大学首次使用革命性的基因编辑技术crispr治疗人类癌症的申请进行审查。使用crispr技术,科学家可以准确地切割目标dna。
这项临床研究将从癌症患者身上提取免疫系统T细胞。然后,研究人员将使用crispr对T细胞进行遗传修饰,然后将遗传修饰的T细胞注入患者体内,使其靶向破坏肿瘤细胞。
美国国立卫生研究院科学政策副主任Carrie wolinetz在一篇博文中披露了这一评论信息。宾夕法尼亚大学正在开发的癌症免疫疗法旨在针对骨髓瘤、黑色素瘤和肉瘤。
Crispr技术发展不到四年,但已经应用到临床。在此之前,总部位于马萨诸塞州剑桥的生物技术公司editas Medicine表示,计划在2017年启动一项使用crispr治疗一种罕见眼病的临床试验。
[2]细胞:让克里斯普在癌症领域大放异彩
首次利用crispr-cas9基因编辑技术,在整个生物模型中系统地针对基因组中的每一个基因。由布罗德研究所(broad Institute)和麻省理工学院大卫·h·科赫综合癌症研究所(David h . Koch Institute of Comprehensive Cancer,麻省理工学院)的科学家组成的团队率先利用这一技术,系统地“敲除”(关闭)了癌症动物模型中整个基因组的所有基因,揭示了一些与肿瘤进化和转移有关的基因,为其他细胞类型和疾病的类似研究铺平了道路。这项研究工作发表在3月5日的《细胞》杂志上。
张峰是合著者之一,也是哈佛-麻省理工学院布罗德研究所(Harvard-MIT broad Institute)的核心成员、麻省理工学院麦戈文大脑研究所(MIT mcgovern Brain Institute)的研究员和麻省理工学院大脑、认知科学和生物工程系的助理教授。他说:“全基因组rna(guide rna,grna)文库是一个强大的筛选系统,我们开始将其应用于动物模型,兴奋地研究基因功能。这项研究是使用cas9在体内识别癌症和其他复杂疾病中重要基因的第一步。”
[3] JNCI:重!科学家使用crispr/cas9技术使癌症突变失活
因为在很多生物医学和生物技术领域应用广泛,“基因魔法剪刀”crispr/cas9将彻底打开癌症研究的大门;在最近发表在《国家癌症研究所国际期刊》上的一份研究报告中,来自德累斯顿理工大学和其他机构的研究人员发现,作为癌症驱动因素的突变可能是有针对性的和可修复的,并且这些相关的突变可以被快速诊断并用于改善个体化治疗。
作为生物技术研究领域的革命性工具,crispr/cas9在生物医学研究中有广泛的应用,可以在细胞基因组的特定位点切割dna。现在研究人员发现了一种方法,可以利用这种技术诊断和灭活癌症突变,从而加快了癌症领域的研究。研究员frank buchholz说,有了新一代测序技术,我们可以快速识别癌细胞中的突变,但通常我们不知道哪些突变会导致疾病,哪些突变相对良性。
在这项研究中,研究人员首先分析了50多万个报告的癌症突变。这些突变理论上可以靶向,80%以上的突变可以被crispr/cas9系统切割修饰;随后,研究人员发现crispr/cas9可以特异性靶向一系列常见的癌症突变而不明显靶向健康的野生型等位基因;此外,携带癌症特异性RNA的cas9酶的表达也可以揭示导致癌细胞生长和突变的突变。
[4]自然生物技术:利用crispr系统筛选癌症药物靶点
最近,美国冷泉港实验室的研究人员在国际学术期刊《自然生物技术》上在线发表了一项新的研究进展。他们利用crispr-cas9技术靶向编码蛋白质功能域的外显子进行癌症药物靶点的大规模筛选,克服了crispr-cas9技术在该领域的技术障碍,对筛选癌症药物靶点具有重要意义。
Crispr-cas9基因组编辑技术在寻找癌症等疾病的靶向治疗靶点方面具有重要的应用前景。目前筛选策略主要针对crispr-cas9诱导的候选基因5-外显子突变。但这种方法往往会产生保留某些功能的框内突变,即使有很强的遗传相关性,也可能被掩盖。
在这项研究中,研究人员使用crispr-cas9技术针对编码蛋白质功能域的外显子进行突变,从而克服了上述问题的局限性。这种方法会产生更多的零变异,大大提高了负选择的效率。同时,大量的阴性选择可以用来推断不同蛋白质结构域的功能重要性。利用这种方法,研究人员筛选了小鼠急性髓系白血病细胞的192个染色质调控区,发现了6个已知的药物靶点和19个潜在的药物靶点。
[5] NAT med:使用crispr-cas9进行全基因组筛查,以发现胰腺肿瘤薄弱环节
科学家建立crispr-cas9基因编辑技术后,得到广泛应用。一些研究使用crispr-cas9基因编辑工具筛选基因,并发现癌细胞中的一些遗传弱点,可用于开发潜在的治疗方法。
最近,加拿大多伦多大学的研究人员在rnf43突变胰腺导管腺癌(pdac)细胞中进行了全基因组crispr-cas9筛查,并发现了治疗这种类型癌症的潜在抗体药物。这种类型的pdac依赖wnt信号进行增殖。
在这项研究中,研究人员发现涉及fzd5的wnt信号通路在携带rnf突变的pdac细胞的增殖中起重要作用。fzd5是人类基因组编码的十种卷曲受体之一。结果表明,wnt受体的表达水平具有背景依赖性。研究人员用一组重组抗体检测fzd蛋白表达,证实fzd5的功能特性不能用蛋白表达来解释。
[6]细胞研究:用crispr/cas9技术鉴定aml白血病细胞的弱点
在一项新的研究中,英国剑桥大学韦尔科姆基金会桑格研究所(Sanger Institute of Wellcome FoundatiOn)的研究人员及其合作者改进了crispr基因编辑技术,并将其用于寻找急性髓系白血病(aml)的新治疗靶点。他们确定了大量基因作为抗急性髓细胞白血病治疗的潜在靶点,并描述了抑制其中一个基因kat2a如何能够破坏急性髓细胞白血病细胞而不伤害非白血病血细胞。相关研究结果发表在2016年10月18日的细胞报告中,标题为“一种识别急性髓系白血病遗传脆弱性和治疗靶点的Crispr脱落筛查”。
Aml是一种侵袭性血癌。Aml细胞(癌细胞)挤出骨髓中的健康细胞。它们增殖迅速,干扰骨髓制造正常血细胞的能力,导致危及生命的感染和出血。主流的急性髓细胞白血病治疗在几十年内没有改变,不到三分之一的急性髓细胞白血病患者从这场癌症中幸存下来。
为了找到一种新的治疗急性髓细胞白血病的方法,研究人员使用crispr-cas9基因编辑技术来筛选急性髓细胞白血病细胞,找出它们的弱点。这项技术可以用来破坏和摧毁细胞基因组中的目标基因。为了实现这一目标,他们优化了crispr-cas9技术,以高效地逐一破坏aml细胞基因组中的所有基因。这使得他们能够识别受损后对aml细胞的生长和存活有害的基因。
标题:{科研}Crispr基因编辑技术日渐成熟 将成为抗击癌症的利器
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